| dc.description.abstract | Industriens andel av det totale energiforbruk er betydeleg. I Europa er denne om lag 30%, og situasjonen er omtrent den same i Noreg. Næringsmiddelindustrien er ein betydeleg del-sektor i så måte, om ikkje den største. I Noreg forbrukar denne sektoren rundt 5 TWh årleg, der 75% går med til oppvarming og kjøling. Gjenvinning av spillvarme, og effektive system for varme og kjøling er sentralt for å redusera energibruken. Bruk av varmepumpe er aktuelt når denne spillvarmen må løftast til eit høgare temepraturnivå for å nyttiggjerast.
Oppgåva er ein case-studie ved Brynildfabrikken i Fredrikstad. Her vert det produsert nøtter, sjokolade og sukkervarer, der dei to siste er dei mest energikrevjande produksjonar. Innkjøpt energi er om lag 13 GWh/år, i hovudsak elektrisitet. Av dette vert om lag 7,5 GWh brukt i sentralt varmeanlegg, og 1,3 GWh i sentralt kjøleanlegg. Oppgåva ser på muligheiter for bruk av varmepumpe for å redusera dette energibehovet.
Varme vert i dag distribuert i form av damp ved 180°C. Ei kartlegging av det termiske energiforbruk viser at det meste av varmebehovet krev langt lågare temperaturar. 75% av varmeforbruket ligg under 90°C i prosesstemperatur. Det er få konsentrerte spillvarmekjelder i fabrikken, den mest aktuelle er kondensatorvarme frå sentralt kjøleanlegg, estimert til 4,9 GWh/år. Varmen vert i dag ført til omgjevnadene.
Tørking av sukkervarer er den enkeltprosessen som krev mest energi, og føregår i 7 tørkeskap utforma som tunelltørker. To aktuelle tørkeprosessar er kartlagt med omsyn til energiforbruk og driftsforhold. Tørkeprosessane er prega av låg tørkerate og store sirkulerte luftmengder. Mesteparten av tilført energi går enten tapt gjennom avkastluft og utilsikta lekkasje, og til oppvarming og nedkjøling av varer i skap. Berre 10-30% er går med til sjølve tørkinga. Prosessane ber meir preg av oppvarming og kjøling enn tørking, der behova ikkje er samtidige. Dette taler for integrering av tørker i overordna varme/kjølesystem, med gjenvinning av varme sentralt i desse system. Det er eit potensiale for energieffektivisering ved optimalisering av drift, men også intergrering av varmepumpe i tørkeprosessen. Sistnemnde moglegheit krev ei ytterligare gransking av prosessen , eg endring av design og tørkeforhold.
Tre prinsippielle varmepumpeløysingar for utnyttelse av kondesatorvarme frå sentralt Isvannsanlegg er vurdert. Det er føresett varmedistribusjon til aktuelle mottakarar via sekundær vannkrets. Tre driftsforhold er vurderte, med varierande temperaturforhold i varmeanlegg, avhengig av temperaturkravet varmeforbrukarane. Ei høgtrykk amoniakkvarmepumpe som nyttar trykkgass frå kompressorar i kjøleanlegg direkte vart funnen mest effektiv for alle vurderte driftsforhold.
Det er gjort ei evaluering av aktuelle mottakarar av varme frå eit varmepumpesystem basert på effektkurver og energiforbruk til den enkelte varmeforbrukar, temperaturkrav og fysisk avstand mellom forbrukar og varmekjelde. Tilbakebetalingstid er valt som evalueringsparameter, og inkluderer alle desse kriteriene. 9 alternative grupper av varmemottakarar vart vurdert, av ulikt omfang. Aktuell størrelse på varmepumpe er i området 210-410 kW varme. Generelt er det slik at lønnsemda vert dårlegare ved aukande omfang av varmepumpeanlegg. Den lågaste tilbakebetalingstida er på litt over 4 år, og er funne for alternativ 1 som omfattar forsyning av ein kappevannskrets og oppvarming av varmt tappevann i med ei høgtrykks amoniakkvarmepumpe. Dette er samtidig det minst omfattande alternativet, med ein berekna energibesparelse på 1,2 GWh/år. Det mest omfattande alternativet fekk ein besparelse på 2,4 GWh/år, og tilbakebetalingstid på litt over 5 år. Det er mogleg å få god utnytting av varmepumpeanlegg, med 7000-8000 fullasttimar i året.
Ei CO₂-varmepumpe for samproduksjon av varmt tappevatn og kjøling av isvannskrets er vurdert. Denne oppnådde ein energibesparelse på 0,44 GWh og tilbakebetalingstid på om lag 5,5 år. | |
